1 引言

     在機械（xiè）製造領域，切削加工中使用的磨削對提高（gāo）加工質量和加工效率具有重要（yào）的意義，MQL 技術（shù）的使用既提高了工效又降（jiàng）低（dī）了汙染。在MQL 平麵（miàn）磨（mó）削中為了設計和提高加工質量，采用正交設計法、信噪比方法和方（fāng）差分析法分三個（gè）階（jiē）段對影響加工質（zhì）量的（de）參數進行（háng）了分析與優化（huà），一（yī）階段（duàn）是用正交設計法確定各參數（shù）的最優組合，使實驗次數大幅減少；二階（jiē）段是利用信噪比對加工質量（liàng）和加工效率的平均值和偏差進行綜合衡量；三是（shì）方差分析（xī）法（fǎ）對加工質量各參數的方（fāng）差進行分析從而得（dé）到最優的加（jiā）工方案。

      2 MQL 平麵磨（mó）削區流場動壓力

      最小量潤（rùn）滑技術又稱準幹式切削，它是將壓（yā）縮氣體與極微量的潤滑液混合（hé）氣化後，噴射到加工區，對刀具和工件之間（jiān）的加工部位進行有效的潤滑。最小量潤滑技術所使用的潤滑液用量非（fēi）常少，一般為（0.3~0.5）ml/min，大大減（jiǎn）小了對環境的汙染[1]，磨削區流場示意圖，如圖1 所示。

      2.1 流體動壓力和有效流（liú）量的計算

      2.2 定性分析流場（chǎng）動壓力和（hé）有效流量

      為了比較磨削（xuē）區的流場動壓力和有效（xiào）流量（liàng）的實驗值與理論（lùn）計算值需要測量的數據如下：

      砂輪轉速vs噴嘴的噴射速度vj通（tōng）過磨削區的（de）有（yǒu）效流量qu磨削區的（de）流場動壓力pmax2.3 通過定性分析得到結論磨削區有效流量增大，接觸區（qū）壓力增大。噴射速度和噴射流量增大（dà），有（yǒu）效流量和接（jiē）觸壓力（lì）增大。砂輪轉速增大，流場動壓力增大。

      一般情（qíng）況下，不期（qī）望有較大的接觸區壓力，因為較（jiào）大的接觸（chù）區壓力不（bú）僅會給砂（shā）輪額外的力使砂輪主軸變形，而且還會影響（xiǎng）工件（jiàn）的加工表麵質量，所以對液體傳輸（shū）情況、砂輪轉速、進給量和切削深度等進行優化，可以（yǐ）降低動壓力，產生較大的有效（xiào）流量，降低砂輪磨損，提高加工質量[2]。

      3 對平麵磨削參數的設計與（yǔ）優（yōu）化（huà）

      磨削參數的設計（jì）和（hé）優化，是通過調整設計變量及控（kòng）製容差使影響加工質量的因素與設計值發生差變時仍能保證加（jiā）工質量的過程。磨削參數的設計與優化一般需完成兩步工作，一是建立可行的加工參數體係（xì），充分顯示出各種因（yīn）素的變差對加工質量的影響；二是獲取（qǔ）影響加工質量的可靠信息，尋找對（duì）各種因素幹擾不靈敏的加工方案。為了提高磨削生產率和磨削質量下麵對工件材料切除量Q和表麵加工粗糙度（dù）進行設計與（yǔ）優化。

      3.1 磨削參數的分析及相關的信噪比計算（suàn）

      信噪比（bǐ）（signal-to-noise， S/N）作為通信係統的質量指標，已有近百年（nián）的曆（lì）史，日本學者田口玄一博士把S/N 引入（rù）到實驗設計（jì）技術中，用作反映產品質量穩健性的重要指標。因此，在磨削實驗中用S/N 來反映磨削生產率和表麵粗糙度的穩健性[3]。

      最小量潤滑方（fāng）式下磨削實驗中（zhōng）的參數，如表1 所示。

      3.1.1 關於（yú）工件材料切除量Q 的信噪比計算

      材料切除量Q 的均方差公式：

      總的切除（chú）量平均信（xìn）噪比為：εQ =38.28由方程（chéng）（7）、（8）可知，信噪比越大，切除量的方差值越小，說明實（shí）際的加工切除量越接近目標（biāo）值，因此，較大的信噪比是所期望的。

      3.1.2 關於加工表麵粗糙度信噪比的計算

      表麵粗糙度的均方差公式：

      由方程（8）、（9）可知，信噪比越大（dà），表麵粗糙度的方差值越小。

      3.2 磨削參數的方差分析（xī）及相關計算

      為了獲取影響加工質量的重要參數下麵用方差分析法，方差分析法的基本（běn）原理是：

      （1）將數據總的偏差（chà）平方和按照產生的原因分解成（chéng）由因素的（de）水平不同引起的偏差（chà）平（píng）方和以及由試驗誤差引起的偏差（chà）平方（fāng）和兩部分之和：

      （總的偏（piān）差平方和）=（由因（yīn）素（sù）水平引起的偏（piān）差平方和）+（實驗誤差平方和）

      （2）上式右（yòu）邊兩（liǎng）個平方和的相對大小可以說明因素的不（bú）同（tóng）水平是否使（shǐ）得各平均值產生顯著（zhe）性差異，為此進行適（shì）當的統計假設檢驗[6]。

      4 結語

      從表（biǎo）7 分析可知，進（jìn）給量是影響切除量的唯一的重要參數，表1 中的切削速度和（hé）切（qiē）削深度對切除量產（chǎn）生的影響較小；從表8分析可（kě）知（zhī），砂輪速（sù）度、進給量和切削（xuē）深度對加工表麵粗糙度（dù）的影響都較小。